CN109486322A - 一种反射隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种反射隔热涂料及其制备方法，原料包括乳液50～60份；钛白粉25～35份；热反射粉8～10份；竹碳5～8份；轻钙5～8份；空心玻璃微珠3～5份；丙二醇4～8份；助剂1～3份；具有多反射，小吸热，有效阻隔热量的传递等性能，使得涂料有着优异的反射隔热效果；同时本涂料具有优异的耐候性，附着性，耐化学品性、防霉等特点。

Description

一种反射隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种反射隔热涂料及其制备方法。
背景技术
我国涂料产业在房地产、汽车、船舶的推动下日益壮大，建筑涂料作为其中一个重要类别，也取得了迅猛发展。建筑涂料具有装饰功能、保护功能和居住性改进功能，相对石材、瓷砖等装修材料，在能耗、成本等方面有着明显的优势，因此，在建筑内外墙装饰领域中，建筑涂料的普及率逐步提高。过去10年被称为地产行业“黄金10年”，涂料行业也借机取得快速发展。目前我国涂料行业已成为世界第一涂料生产国和消费国，2011年，全国涂料总产量首次突破千万吨大关，就建筑节能涂料而言，内外墙涂料加上地坪涂料、防水涂料等，其所占比重达到45 .6%。目前我国建筑涂料在涂料市场中所占的份额接近一半。
建筑能耗占人类能源消耗的30％～40％，我国每年新建房屋面积超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和，因此提高建筑物保温隔热性有利于节约能源、降低消耗、改善建筑物的使用功能。随着国家建筑节能、环保产业政策的实施，建筑物的节能降耗显得尤为重要。近年来，由于外墙隔热保温技术的发展，建筑墙体隔热保温涂料也逐步由内墙向外墙转变。其中，反射隔热涂料通过选择合适的基料、功能性颜填料及生产工艺来达到增加表面热反射率、减少涂层积热的目的，以此实现隔热降温效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种反射隔热涂料及其制备方法，具有多反射，小吸热，有效阻隔热量的传递等性能，使得涂料有着优异的反射隔热效果；同时本涂料具有优异的耐候性，附着性，耐化学品性、防霉等特点。
本发明的技术方案由下面方式实现：
一种反射隔热涂料，包括以下重量份数的原料：
乳液 50 ～ 60份；
钛白粉 25 ～ 35份；
热反射粉 8 ～ 10份；
竹碳 5 ～ 8份；
轻钙 5 ～ 8份；
空心玻璃微珠 3 ～ 5份；
丙二醇 4 ～ 8份；
助剂 1 ～ 3份；
所述乳液为硅苯乳液、苯丙乳液、纯丙乳液中的一种以上；
所述钛白粉为金红石钛白粉；
所述竹碳，目数为150～250目；
所述轻钙，粒径为300～600目；
所述空心玻璃微珠的平均粒径为500～1200nm；
所述助剂，为成膜助剂、消泡剂、增稠剂、分散剂和湿润剂，重量比例为（4 ～ 8）：（0.3～ 0.5）：（2 ～ 4）：（2 ～ 3）：（0.4～0.6）。
所述热反射粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰按照重量比例为纳米氧化钛：累托石粉：纳米氧化铬：纳米氧化锆：纳米氧化镍：纳米氧化锰=1：2：1：0.5：0.5：2投入混合机中混合搅拌0.5～1小时，得到混合物A；
（2）、配制0.05mol/L的硝酸溶液，将异丙醇铝溶于0.05mol/L的硝酸溶液，异丙醇铝和硝酸溶液的重量比例为1：1，往溶液中添加混合物A的1/3搅拌均匀，得到溶液B；
（3）、将异丙醇铝溶于溶液B，异丙醇铝和溶液B的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在70～80℃条件下完全搅拌溶解，得到溶液C；
（4）、将异丙醇铝溶于溶液C，异丙醇铝和溶液C的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在80～85℃条件下水浴30～60min，得到溶液D；
（5）、将溶液D降温到室温，搅拌1.5～2小时；
（6）、反应后所得浆料进行离心分离、洗涤、烘干、粉碎并过筛后得到热反射粉。
反射隔热涂料的生产方法，步骤如下：
（1）、将重量份数的丙二醇、热反射粉和助剂在温度为40～50℃下搅拌均匀，高速分散10～20分钟；
（2）、往（1）中得到的混合料依次加入重量份数的乳液，进行超声波处理，超声波处理时间为18～25min，超声波处理温度为55～65℃，得混合料；
（3）、往（2）中得到的混合料加入重量份数的钛白粉、竹碳、轻钙和空心玻璃微珠，混合均匀；
（4）、将（3）得到的混合料于55～60℃保温0.5～1.5小时，即得涂料。
与现有技术相比，本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、本发明选择的主料为硅苯乳液、苯丙乳液、纯丙乳液中的一种以上，使得涂料具有优异的耐候性，附着性，耐化学品性。
2、钛白粉
本发明所选用的钛白粉为金红石钛白粉，由于金红石钛白粉其折射率为2 .71，通过加入金红石钛白粉材料，能增强光线的折射与散射。因此，具有较优的反射和隔热性能，还具有很好的光线遮盖效果，从而反射太阳近红外波段，提高太阳热辐射反射，降低太阳热吸收，不让太阳在物体表面累计升温。
3、热反射粉
本发明采用以纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰为隔热原料，用异丙醇铝和硝酸反应生成的溶胶进行包覆，经包覆处理后，强化了纳米材料的隔热效果( 避免了团聚现象)，降低了成本。在大大强化了纳米材料的反射功能的同时，本发明提供的隔热原料还具有防锈、防腐、隔音等多种功能。
4、竹炭是竹材资源开发的又一个全新的具有卓越性能的环保材料。将竹子经过高温干燥炭化工艺处理后，形成竹炭。竹炭具有很强的吸附分解能力，能吸湿干燥、消臭抗菌并具有负离子穿透等性能。
利用竹炭多孔易吸收的性质，可使本涂料具有调湿效果，能有效减少潮湿及过干现象。而且竹炭天然具有吸附甲醛的功能，使本涂料具有更加环保的功效。能够有效遏制窗户结露和室内霉菌增生的环境。同时还具有可持续释放负离子、强效防霉抗污、耐擦洗性好、漆膜持久亮丽耐用等特性。
5、轻钙，calcium carbonate light，是轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙，简称轻钙。在水性涂料行业的应用，用途更为广泛，能使本涂料不沉降，易分散，光泽好等特性。轻钙可作为体质颜料，具有填充作用，细腻，增加白度；具有一定干遮盖力；密度小，比表面积大，具一定的悬浮性，起到防沉作用；降低成本。
6、空心玻璃微珠
空心玻璃微珠（Hollow glass microspheres）是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，导热性更差。空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，有亲油、憎水性能，非常容易分散于树脂等有机材料中。
玻璃微珠有最小的比表面积和低吸油率，加入本涂料中，可大大减少涂料中其他各生产成份的使用量。玻璃微珠玻化质的表面更抗化学腐蚀，对光有反射作用。因此，使得本涂料涂层具有防污、防腐蚀、防紫外线、防黄变以及抗刮效果。空心玻璃微珠可有效增强涂层的流动、流平性。空心玻璃微珠内含有气体具有较好的抗冷热收缩性，从而增强涂层的弹性，大大减少涂层因受热胀冷缩而引起开裂和脱落。在高填充量的前提下，涂料的黏度增加不明显，因此溶剂的使用量可减少，就能降低涂料在使用过程中有毒气体的排放量，有效减小VOC 指标。
7、丙二醇
丙二醇有着冰点低、能与水任意比例混合的特性，其和水混合后可以大大降低涂料整体的冰点，增强了涂料的抗冻性能，本发明选择添加丙二醇，在涂料中作为防冻剂使用，丙二醇因为与水与其他溶剂的相容性好，沸点高，所以在本涂料体系里面容易达到平衡，还可以提供涂料的流动性以及使得涂料慢干。
8、本发明采用乳液作为主料，耐候性十分优异；热反射粉采用纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰为隔热原料，用异丙醇铝和硝酸反应生成的溶胶进行包覆，得到的热反射粉反射隔热效果非常好；并且添加的钛白粉和空心玻璃微珠具有优异的屏蔽紫外线和红外线等的性能，辅助热反射粉，具有多反射，小吸热，有效阻隔热量的传递等性能，使得涂料有着优异的反射隔热效果；添加的竹炭能够有效遏制窗户结露和室内霉菌增生的环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。
实施例1
一种反射隔热涂料，包括以下重量份数的原料：乳液50份；钛白粉25份；热反射粉8份；竹碳5份；轻钙5份；空心玻璃微珠3份；丙二醇4份；助剂1份；
所述热反射粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰按照重量比例为纳米氧化钛：累托石粉：纳米氧化铬：纳米氧化锆：纳米氧化镍：纳米氧化锰=1：2：1：0.5：0.5：2投入混合机中混合搅拌0.5小时，得到混合物A；
（2）、配制0.05mol/L的硝酸溶液，将异丙醇铝溶于0.05mol/L的硝酸溶液，异丙醇铝和硝酸溶液的重量比例为1：1，往溶液中添加混合物A的1/3搅拌均匀，得到溶液B；
（3）、将异丙醇铝溶于溶液B，异丙醇铝和溶液B的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在70℃条件下完全搅拌溶解，得到溶液C；
（4）、将异丙醇铝溶于溶液C，异丙醇铝和溶液C的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在80℃条件下水浴30min，得到溶液D；
（5）、将溶液D降温到室温，搅拌1.5小时；
（6）、反应后所得浆料进行离心分离、洗涤、烘干、粉碎并过筛后得到热反射粉。
反射隔热涂料的生产方法，步骤如下：
（1）、将重量份数的丙二醇、热反射粉和助剂在温度为40℃下搅拌均匀，高速分散10分钟；
（2）、往（1）中得到的混合料依次加入重量份数的乳液，进行超声波处理，超声波处理时间为18min，超声波处理温度为55℃，得混合料；
（3）、往（2）中得到的混合料加入重量份数的钛白粉、竹碳、轻钙和空心玻璃微珠，混合均匀；
（4）、将（3）得到的混合料于55℃保温0.5小时，即得涂料。
实施例2
一种反射隔热涂料，包括以下重量份数的原料：乳液60份；钛白粉35份；热反射粉10份；竹碳8份；轻钙8份；空心玻璃微珠5份；丙二醇8份；助剂3份；
所述热反射粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰按照重量比例为纳米氧化钛：累托石粉：纳米氧化铬：纳米氧化锆：纳米氧化镍：纳米氧化锰=1：2：1：0.5：0.5：2投入混合机中混合搅拌1小时，得到混合物A；
（2）、配制0.05mol/L的硝酸溶液，将异丙醇铝溶于0.05mol/L的硝酸溶液，异丙醇铝和硝酸溶液的重量比例为1：1，往溶液中添加混合物A的1/3搅拌均匀，得到溶液B；
（3）、将异丙醇铝溶于溶液B，异丙醇铝和溶液B的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在80℃条件下完全搅拌溶解，得到溶液C；
（4）、将异丙醇铝溶于溶液C，异丙醇铝和溶液C的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在85℃条件下水浴60min，得到溶液D；
（5）、将溶液D降温到室温，搅拌2小时；
（6）、反应后所得浆料进行离心分离、洗涤、烘干、粉碎并过筛后得到热反射粉。
反射隔热涂料的生产方法，步骤如下：
（1）、将重量份数的丙二醇、热反射粉和助剂在温度为50℃下搅拌均匀，高速分散20分钟；
（2）、往（1）中得到的混合料依次加入重量份数的乳液，进行超声波处理，超声波处理时间为25min，超声波处理温度为65℃，得混合料；
（3）、往（2）中得到的混合料加入重量份数的钛白粉、竹碳、轻钙和空心玻璃微珠，混合均匀；
（4）、将（3）得到的混合料于60℃保温1.5小时，即得涂料。
实施例3
一种反射隔热涂料，包括以下重量份数的原料：乳液55份；钛白粉30份；热反射粉9份；竹碳6份；轻钙6份；空心玻璃微珠4份；丙二醇6份；助剂2份；
所述热反射粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰按照重量比例为纳米氧化钛：累托石粉：纳米氧化铬：纳米氧化锆：纳米氧化镍：纳米氧化锰=1：2：1：0.5：0.5：2投入混合机中混合搅拌0.7小时，得到混合物A；
（2）、配制0.05mol/L的硝酸溶液，将异丙醇铝溶于0.05mol/L的硝酸溶液，异丙醇铝和硝酸溶液的重量比例为1：1，往溶液中添加混合物A的1/3搅拌均匀，得到溶液B；
（3）、将异丙醇铝溶于溶液B，异丙醇铝和溶液B的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在75℃条件下完全搅拌溶解，得到溶液C；
（4）、将异丙醇铝溶于溶液C，异丙醇铝和溶液C的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在82℃条件下水浴45min，得到溶液D；
（5）、将溶液D降温到室温，搅拌1.8小时；
（6）、反应后所得浆料进行离心分离、洗涤、烘干、粉碎并过筛后得到热反射粉。
反射隔热涂料的生产方法，步骤如下：
（1）、将重量份数的丙二醇、热反射粉和助剂在温度为45℃下搅拌均匀，高速分散15分钟；
（2）、往（1）中得到的混合料依次加入重量份数的乳液，进行超声波处理，超声波处理时间为20min，超声波处理温度为60℃，得混合料；
（3）、往（2）中得到的混合料加入重量份数的钛白粉、竹碳、轻钙和空心玻璃微珠，混合均匀；
（4）、将（3）得到的混合料于58℃保温1.0小时，即得涂料。
实施例4
一种反射隔热涂料，包括以下重量份数的原料：乳液58份；钛白粉28份；热反射粉10份；竹碳7份；轻钙7份；空心玻璃微珠5份；丙二醇7份；助剂3份；
所述热反射粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰按照重量比例为纳米氧化钛：累托石粉：纳米氧化铬：纳米氧化锆：纳米氧化镍：纳米氧化锰=1：2：1：0.5：0.5：2投入混合机中混合搅拌0.7小时，得到混合物A；
（2）、配制0.05mol/L的硝酸溶液，将异丙醇铝溶于0.05mol/L的硝酸溶液，异丙醇铝和硝酸溶液的重量比例为1：1，往溶液中添加混合物A的1/3搅拌均匀，得到溶液B；
（3）、将异丙醇铝溶于溶液B，异丙醇铝和溶液B的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在78℃条件下完全搅拌溶解，得到溶液C；
（4）、将异丙醇铝溶于溶液C，异丙醇铝和溶液C的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在83℃条件下水浴40min，得到溶液D；
（5）、将溶液D降温到室温，搅拌1.5～2小时；
（6）、反应后所得浆料进行离心分离、洗涤、烘干、粉碎并过筛后得到热反射粉。
反射隔热涂料的生产方法，步骤如下：
（1）、将重量份数的丙二醇、热反射粉和助剂在温度为45℃下搅拌均匀，高速分散18分钟；
（2）、往（1）中得到的混合料依次加入重量份数的乳液，进行超声波处理，超声波处理时间为23min，超声波处理温度为60℃，得混合料；
（3）、往（2）中得到的混合料加入重量份数的钛白粉、竹碳、轻钙和空心玻璃微珠，混合均匀；
（4）、将（3）得到的混合料于60℃保温1.5小时，即得涂料。

Claims (9)

1.一种反射隔热涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
乳液 50 ～ 60份；
钛白粉 25 ～ 35份；
热反射粉 8 ～ 10份；
竹碳 5 ～ 8份；
轻钙 5 ～ 8份；
空心玻璃微珠 3 ～ 5份；
丙二醇 4 ～ 8份；
助剂 1 ～ 3份。
2.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，反射隔热涂料的生产方法，步骤如下：
（1）、将重量份数的丙二醇、热反射粉和助剂在温度为40～50℃下搅拌均匀，高速分散10～20分钟；
（2）、往（1）中得到的混合料依次加入重量份数的乳液，进行超声波处理，超声波处理时间为18～25min，超声波处理温度为55～65℃，得混合料；
（3）、往（2）中得到的混合料加入重量份数的钛白粉、竹碳、轻钙和空心玻璃微珠，混合均匀；
（4）、将（3）得到的混合料于55～60℃保温0.5～1.5小时，即得涂料。
3.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述热反射粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化钛、累托石粉、纳米氧化铬、纳米氧化锆、纳米氧化镍和纳米氧化锰按照重量比例为纳米氧化钛：累托石粉：纳米氧化铬：纳米氧化锆：纳米氧化镍：纳米氧化锰=1：2：1：0.5：0.5：2投入混合机中混合搅拌0.5～1小时，得到混合物A；
（2）、配制0.05mol/L的硝酸溶液，将异丙醇铝溶于0.05mol/L的硝酸溶液，异丙醇铝和硝酸溶液的重量比例为1：1，往溶液中添加混合物A的1/3搅拌均匀，得到溶液B；
（3）、将异丙醇铝溶于溶液B，异丙醇铝和溶液B的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在70～80℃条件下完全搅拌溶解，得到溶液C；
（4）、将异丙醇铝溶于溶液C，异丙醇铝和溶液C的重量比例为1:1，再往溶液中添加混合物A的1/3，在80～85℃条件下水浴30～60min，得到溶液D；
（5）、将溶液D降温到室温，搅拌1.5～2小时；
（6）、反应后所得浆料进行离心分离、洗涤、烘干、粉碎并过筛后得到热反射粉。
4.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述乳液为硅苯乳液、苯丙乳液、纯丙乳液中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石钛白粉。
6.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述竹碳，目数为150～250目。
7.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述轻钙，粒径为300～600目。
8.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的平均粒径为500～1200nm。
9.根据权利要求1所述的反射隔热涂料，其特征在于，所述助剂，为成膜助剂、消泡剂、增稠剂、分散剂和湿润剂，重量比例为（4 ～ 8）：（0.3 ～ 0.5）：（2 ～ 4）：（2 ～ 3）：（0.4～0.6）。
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